نانولوله‌هایی با قابلیت باز و بسته شدن دهانه

پژوهشگران حوزه فناوری نانو موفق شدند نانولوله‌های دینامیکی بسازند که با استفاده از دما می‌توان آنها را باز و یا بسته کرد. تا کنون نانولوله‌های سنتز شده بسیار سخت و غیر قابل تغییر بوده‌اند به‌طوری که نسبت به تغییرات محیطی عکس العملی نشان نمی‌دادند. این موضوع موجب محدود شدن کاربرد آنها می‌شده است اما با این نوآوری جدید می‌توان بر این محدودیت غلبه کرد.

پژوهشگران حوزه فناوری نانو موفق شدند
نانولوله‌های دینامیکی بسازند که با استفاده از دما می‌توان آنها را باز و
یا بسته کرد. تاکنون نانولوله‌های سنتز شده بسیار سخت و غیر قابل تغییر
بوده‌اند به‌طوری که نسبت به تغییرات محیطی عکس العملی نشان نمی‌دادند. این
موضوع موجب محدود شدن کاربرد آنها می‌شده است اما با این نوآوری جدید می‌توان
بر این محدودیت غلبه کرد.

نانولوله‌های خودآرایی داده در طبیعت یافت می‌شوند. یکی از مثال‌های کلاسیک
در این باره ویروس موزاییک تنباکو است، این پروتئین می‌تواند به کپی‌های
دیگر خود بچسبد و ساختاری مارپیچ ایجاد کند این ساختار تو خالی خواهد بود.
با الهام از این پدیده محققان تلاش کردند تا نانولوله‌های جدیدی بسازند که
ویژگی‌های مفیدی دارد.

در آخرین تلاشی که برای این کار صورت گرفته، محققان از یک مولکول بلند به
شکل بومرنگ استفاده کردند که دارای گروه‌های آروماتیک می‌باشد. این زنجیره
اطراف یک پیریدین مرکزی خم می‌شود این پیریدین به یک زنجیره اتری متصل است.
گروه‌های آروماتیک آبگریز هستند بنابراین نسخه‌های چندگانه از این مولکول‌ها
به کنار هم آمده و مانع از برهمکنش π–π می‌شود. شش عدد از این مولکول‌ها می‌توانند
ساختار شش ضلعی ایجاد کنند به طوری که هر بازوی آروماتیک با دیگری همپوشانی
می‌دهد. با این وجود زنجیره اولیگومر می‌تواند با آب برهمکنش دهد که این
کار موجب تشکیل سطح بیرونی شش ضلعی می‌شود.

 

 
 
در غلظت‌های بالا این چیدمان شش ضلعی روی
یکدیگر قرار گرفته و موجب تشکیل ساختاری توخالی با ۵۰۰ لایه می‌شود. زمانی
که دما از دمای محیط به ۶۰ درجه سانتیگراد افزایش می‌یابد، برهمکنش میان
مولکول‌های آب و پیریدین و گروه‌های اتری می‌شکند. با این کار گروه‌های
آروماتیک همپوشانی بیشتری داده که این موضوع موجب چروکیده شدن بیشتر حفره
در لوله می‌شود این جمع شدگی تا نزدیک ۵۰ درصد مقدار اولیه انجام می‌شود.

برای تست این پدیده، محققان درون نانولوله‌ها را با استفاده از فولرین پر
کردند. آنها دریافتند که به ازای هر ۵ لایه از شش ضلعی، در دمای اتاق، ۲۴
عدد از فولرین‌ها چروکیده می‌شود. زمانی که این لوله‌ها گرم می‌شوند نیمی
از فولرین‌ها فشرده می‌شود. با برگشتن به دمای محیط، لوله بسط می‌یابد و در
نتیجه فضای بیشتری برای عبور فولرین پدید می‌آید.

میونگسو لی، رهبر این تیم تحقیقاتی از دانشگاه سئول می‌گوید نانولوله‌های
منقبض شده می‌تواند برای نگه داشتن نانوذرات در یک خط مورد استفاده قرار
گیرد.